金属热处理基础常识

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1、金属热处理综合知识金属热处理的工艺热处理工艺i般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热处理的垂要工序乙一。金属热处理的加热方法很多，授早是采川木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。金属加热时，工件暴露在空气中，常常发住氧化、脱碳（即钢铁零件表面碳含量降低），这对于热处理后零件的衣面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐屮和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。加热温度是热处理工艺的重要

2、工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而界，但-•般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表曲热处理时，加热速度极快，i般就没启保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。冷却也是热处理工艺过程中不对缺少的步骤，冷却方法I大I工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但述因钢种不同而有不同的要求，例如空硬

3、钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硕。金属热处理工艺人体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三人类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而口钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理丄艺种类繁多。整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢诙整体热处理人致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。物理热处理一、退火退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸釆用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，口的是使金属内

4、部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进•步淬火作组织准备。将亚共析钢工件加热至AC3以上20-40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。1•降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。2.细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。3.消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。分类1.完全退火乂称重结晶退火，一般简称为退火，一-般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。是将铁碳合金完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织

5、的退火丁艺。完全退火主要用于亚共析钢，一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热轧型材，冇时也用于它们的焊接构件。完全退火不适川于过共析钢，因为过共析钢完全退火需加热到Acm以上，在缓慢冷却时，渗碳体会沿奥氏体晶界析出，呈网状分布，导致材料脆性增大，给最终热处理留下隐患。完全退火的加热温度碳钢一燉为Ac3+（30〜50°C）；合金钢为Ac3+（500〜70°C）；保温时间则要依据钢材的种类、工件的尺寸、装炉量、所选用的设备型号等多种因素确定。为了保证过冷奥氏体完全进行珠光体转变，完全退火的冷却必须是缓慢的，随炉冷却到500°C左右出炉空冷。2、等温退火是将钢件或毛坯件加热到高于Ac3（或

6、Ac1）温度，保持适当吋间后，较快地冷却到珠光体温度区间地某一温度并等温保持，使奥氏体转变为珠光体型组织，然后在空气屮冷却的退火工艺。等温退火工艺应用于屮碳合金钢和低合金钢，其日的是细化组织和降低硬度。业共析钢加热温度为Ac3+（30〜50）°C,过共析钢加热温度为Ac3+（20〜40）°C,保持一定时间，随炉冷至稍低于Ar3温度进行等温转变，然后出炉空冷。等温退火纟fl织、硬度比完全退火更为均匀。3.不完全退火不完全退火是将铁碳合金加热到Ac1〜Ac3之间温度，达到不完全奥氏体化，随之缓慢冷却的退火工艺。不完全退火主要适用于中、高碳钢和低合金钢锻轧件等，其冃的是细化纽织和降低锁度，加热温度

7、为Ac1+（40〜60）°C,保温后缓慢冷却。4.球化退火球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。（如制造刃具，量具，模具所用的钢种）。其主耍目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。将钢加热到Ac1以上20〜30°C,保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。这些钢经轧制、锻造后